Endozomlar, endositoz yoluyla hücreye giren maddelerin trafiğini yönetmekten sorumlu olan önemli hücresel organeller olarak görev yapar. Birincil işlevleri, bu malzemeleri sıralamak, depolamak ve yönlendirmektir; bu da sonuçta bunların lizozomlar gibi diğer hücre içi bölmelere iletilmesine yol açar. Bu makale, endozomların hücresel aktivitelerdeki karmaşık fonksiyonlarını, taşıma mekanizmalarını ve önemini araştırmayı amaçlamaktadır.

Endozom, maddelerin hücre içi taşınmasında hayati bir rol oynayan, zarla çevrili bir hücresel organeldir. Endositozlanan ve veziküler taşıma mekanizmaları yoluyla hücreye alınan materyaller için bir ara istasyon görevi görür. Esasen endozomlar, hücre içinde bir sınıflandırma merkezi görevi görerek gelen maddelerin kaderini belirler.

Endositozdaki Rolü

Endositoz, hücre zarının hücre dışı ortamdan maddeleri yakalamak için içeri girdiği hücresel bir süreçtir. Bu yeni oluşan endositik kesecikler daha sonra endozomlarla birleşir. Bu nedenle endozomlar, endositoza uğrayan birçok maddenin ilk giriş noktasıdır.

Lizozomlara Geçiş

Endozomların birincil rollerinden biri, hücre zarı ile lizozomlar arasında aracı görevi görmektir. Lizozomlar, atık maddeleri ve hücresel kalıntıları parçalayan diğer zara bağlı organellerdir. Maddeler ilk önce endozomdan geçer, burada ayrıştırılır ve parçalanmak üzere lizozoma yönlendirilmeden önce geçici olarak depolanır.

Geri Dönüşüm Süreci

İlginçtir ki, endozomlara giren tüm maddeler lizozomal degradasyona yönelik değildir. Endozomlar bazı materyalleri hücre zarına geri dönüştürme yeteneğine sahiptir. Bu, hücrelerin kaynakları verimli bir şekilde kullanmasını ve yeniden kullanmasını sağlayan kritik bir işlevdir.

Tarihçe

“Endozom” terimi 1963’te Christian de Duve tarafından icat edildi, ancak bilim adamları bundan önce onlarca yıldır endozomları gözlemliyorlardı. 1900’lü yılların başında bilim insanları hücrelerin çevreden gelen maddeleri içselleştirebildiğini fark ettiler ancak bu sürecin nasıl çalıştığını anlamadılar. 1950’lerde elektron mikroskobu icat edildi ve bu, bilim adamlarının hücrelerin içini daha yakından incelemesine olanak sağladı. İlk defa endositozdan sorumlu olan küçük kesecikleri görebildiler.

1960’larda de Duve ve meslektaşları bir başka önemli hücresel organel olan lizozom üzerinde çalışıyorlardı. Lizozomların proteinler, lipitler ve karbonhidratlar da dahil olmak üzere çok çeşitli molekülleri parçalayabildiğini keşfettiler. Ayrıca lizozomların diğer keseciklerle kaynaşabildiğini de keşfettiler ve bu sürecin, bozunma için malzemeleri lizozoma iletmek için kullanılabileceğini öne sürdüler.

De Duve ve meslektaşları ayrıca hücrede farklı türde keseciklerin bulunduğunu keşfettiler ve bu keseciklere farklı isimler verdiler. Lizozomlarla birleşen keseciklere “endozom” adını verdiler. Daha sonra endozomların, membran proteinlerinin geri dönüşümü ve sinyalleşme dahil olmak üzere bir dizi başka hücresel sürece dahil olduğu bulundu.

• Christian de Duve, lizozomlar ve diğer hücresel organeller üzerine yaptığı çalışmalarla 1974’te Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü kazanan Nobel ödüllü bir kişiydi. Mizah anlayışıyla tanınıyordu ve bir keresinde endozomlara hücrenin “içinde” oldukları için Yunanca “içeride” anlamına gelen kelimeden adını verdiğini söylemişti.
• Endozom araştırmasının ilk günlerinde, bilim adamları kaç farklı endozom tipinin bulunduğundan emin değillerdi. Bazı bilim adamları endozomun yalnızca tek bir tür olduğuna inanırken, diğerleri birden fazla türün olduğuna inanıyordu. Bu tartışma nihayet 1980’lerde bilim adamlarının en az üç farklı endozom tipinin olduğunu göstermesiyle çözüldü: erken endozomlar, geç endozomlar ve geri dönüşüm endozomları.
• Endozomlar kanser, Alzheimer hastalığı ve Parkinson hastalığı dahil olmak üzere bir dizi önemli hastalıkta rol oynar. Bilim insanları bu hastalıkların tedavisi için endozomları hedef alan yeni ilaçlar geliştirmeye çalışıyor.
• Endozomlar çok küçüktür ancak çok meşgul organellerdir. Sürekli olarak diğer keseciklerle birleşerek hücre içinde hareket ederler.
• Endozomlar farklı molekülleri ayırıp farklı yerlere gönderebilmektedir. Bu sınıflandırma süreci oldukça karmaşık ve bilim insanları hâlâ bunun nasıl çalıştığını öğreniyor.
• Endozomlar yaşam için gereklidir. Endozomlar olmadan hücreler besinleri içselleştiremez, atık ürünleri parçalayamaz veya diğer hücrelere sinyal gönderemez.
• Endozomların incelenmesinin bilim insanları için biraz zahmetli olduğu biliniyor. Çok küçük ve dinamiktirler ve izole edilmesi ve görüntülenmesi zor olabilir. Bir bilim insanı bir zamanlar endozomların “yağlanmış domuzlara” benzediğini çünkü onları yakalamanın çok zor olduğunu söyleyerek şaka yapmıştı.

Kaynak

• Huotari, J., & Helenius, A. (2011). “Endosome maturation.” The EMBO Journal, 30(17), 3481-3500.
• Maxfield, F. R., & McGraw, T. E. (2004). “Endocytic recycling.” Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5(2), 121-132.